CN111718067A - 一种河道生态系统的构建方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及水环境污染治理的技术领域，本申请涉及一种河道生态系统的构建方法，其包括以下步骤：步骤a，往河道中投入pH调节剂以调节pH至7‑8；步骤b，分别将距离河道两侧边缘位置1‑2m的部分划分为边岸区，并在边岸区种植挺水植物；将河道沿长度方向的中心位置部分划分为深水区，并在深水区中种植挺水植物；在河道的底部种植沉水植物，且沉水植物覆盖全河道的底部；将以排污口为圆心，5‑10m为半径的半圆范围划分为排污区，并在排污区种植沉水植物；步骤c，在河道上安装曝气系统；步骤d，投放微生物；步骤e，投放水生动物；步骤f，定期收割水生植物和捞捕水生动物。本申请具有使得河道更加不容易出现二次污染的效果。

Description

一种河道生态系统的构建方法

技术领域

本申请涉及水环境污染治理的领域，尤其是涉及一种河道生态系统的构建方法。

背景技术

河道是河水流经的路线，通常是指能通航的水路。

河道作为一个开放的系统，不可避免地会受到各种污染因素的影响，主要包括以下几个方面：1、工业废水：河道周边的厂房，例如，食品厂、药厂、电子厂、化工厂等的工业废水通常是直接排放到河道中的，工业废水中主要含有重金属等有害物质，容易对水生动植物的生长造成影响，甚至使得水生动植物难以生存；2、生活污水：由于家庭的生活污水以及房地产开发商的施工废水通常都是直排的，从而使得生活污水容易流入至河道中，生活污水中虽然一般不含有害物质，主要来源于洗衣、厨余污水等，但生活污水含有大量的营养物质，容易造成河道富营养化，并使得河道在夏天的高温条件下容易引起二次污染，容易滋生蚊虫等；3、养殖、种植污水：花鸟市场以及养殖场中会清理出各种带动物排泄物的污水，花卉市场、种植场也经常需要喷洒除虫剂、营养物质、除草剂等，也容易对河道造成污染。另外，河道本身的底泥也是一种污染源，会不断积累污染物质，并不断污染河道的水源。因此，治理河道的污水并维持河道的可持续发展极为重要。

传统的污水治理方法通常是先将河道的淤泥全部清理出来，再往河道中加入清水使得河道中的污水被稀释，从而实现污水的净化处理。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有处理后的河道难以持续性实现自我净化，容易再次被污染的缺陷。

发明内容

为了提高河道的自我净化功能，使得河道可更加长期地保持净化的状态，本申请提供一种河道生态系统的构建方法。

本申请提供的一种河道生态系统的构建方法采用如下的技术方案：

一种河道生态系统的构建方法，包括以下步骤：

步骤a，河道预处理：在河道中投入pH调节剂以调节河道的水以及底泥的pH至7-8；

步骤b，水生植物系统构建：分别将距离河道两侧边缘位置1-2m的部分划分为边岸区，并在边岸区种植挺水植物；将河道沿长度方向的中心位置部分划分为深水区，且深水区的长度为河道长度的3％-8％，并在深水区中种植挺水植物；在河道的底部种植沉水植物，且沉水植物覆盖全河道的底部；将以排污口为圆心，5-10m为半径的半圆范围划分为排污区，并在排污区种植沉水植物；

步骤c，安装曝气系统：在河道上安装曝气系统以增加河道水体中的溶解氧；

步骤d，微生物系统构建：待曝气系统安装完成后，向河道中投放微生物，粉状微生物的投入量为50-80g/m²/次，液状微生物的投入量为50-100mL/m²/次，微生物的投放频率为每周投放一次，投放3-6个月后，微生物的投放频率为每月投放一次；

步骤e，水生动物系统构建：待水生植物完成种植1-2个月后，向河道中投放鱼类，鱼类的投放量为10-20条/亩；

步骤f，后期维护：定期收割水生植物以及捕捞水生动物。

通过采用上述技术方案，通过在河道种植水生植物、投放微生物以及水生动物，有利于更好地构建河道生态系统，有利于更好地提高河道的自我净化能力，使得河道水具有自我净化功能，从而有利于更好地维持河道生态系统定性，使得河道更加不容易出现再次污染的情况，有利于更好地降低河道的后续治理频次。

通过先调节河道的pH值，再种植水生植物，使得河道的环境更适于水生植物的生长，从而有利于更好地提高水生植物的存活率，使得河道生态系统更容易被构建起来；通过先安装曝气系统，再投放微生物，有利于更好地提高河道水中的溶解氧，从而有利于更好地为微生物的生长繁殖提供足够的氧气，进而有利于更好地激活微生物，使得微生物可在河道生态系统中生长繁殖，并以指数增长，进而有利于微生物更好地净化底泥，有利于加快河道生态系统的构建进程，使得河道更快获得自我净化的能力；由于植物的生长速度较慢，要达到覆盖河道的时间比较长，而鱼类的活动空间比较大，要达到覆盖全河道的时间会很短，通过先种植水生植物、再投放微生物，最后再投放鱼类，有利于水生植物、微生物与水生动物更好地达到互相平衡的状态，同时，水生植物以及微生物对河道水进行预先净化，有利于更好地为水生动物提供更好的生存环境，使得水生动物的存活率更高，从而使得河道生态系统更容易被构建起来。

优选的，所述步骤b中，河道两侧分别种植不同种的挺水植物，且河道同一侧种植同一种植物。

通过采用上述技术方案，通过分别在河道的两侧种植不同的挺水植物，有利于减少不同种挺水植物之间的互相竞争，从而有利于更好地提高边岸区的挺水植物的存活率，使得河道生态系统更容易被构建起来，有利于更好地提高河道生态系统的后续稳定性。

优选的，所述步骤b中，河道的两侧分别种植再力花以及香蒲。

通过采用上述技术方案，通过选用再力花以及香蒲作为边岸区两侧种植的物种，再力花以及香蒲的根系发达、生长速度比较快、生命力比较强，有利于更好地加快河道生态系统的构建进程，同时，使得边岸区的水生植物更加不容易出现枯萎的情况，有利于更好地提高河道生态系统的后续稳定性。

优选的，所述步骤b中，深水区种植的挺水植物为荷花。

通过采用上述技术方案，通过采用荷花与再力花以及香蒲互相协同配合，荷花夏季生长比较旺盛，在冬季基本不生长，而再力花以及香蒲在冬季均能生长得很茂盛，从而有利于保证河道一年四季均有植物生长，有利于更好地提高河道的景观效果的同时还有利于更好地维持河道生态系统的稳定性，使得河道的自我净化能力更强。

优选的，所述步骤b中，边岸区的种植密度为20-30株/m²。

通过采用上述技术方案，通过控制边岸区的种植密度，有利于更好地调节不同株植物之间的竞争关系，使得不同株植物之间更加不容易出现过度竞争的关系，从而有利于更好地保持河道生态系统的自我净化能力的同时有利于更好地提高边岸区植物的成活率，使得河道生态系统更容易被构建起来。

优选的，所述步骤b中，沉水植物包括眼子菜、金鱼藻、菹草、狐尾藻以及苦草中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，眼子菜、金鱼藻、菹草、狐尾藻以及苦草的生命力均比较旺盛，通过采用上述中的一种或多种植物作为河道底部以及排污区的种植种类，有利于更好地提高河道底部以及排污区的水生植物的种植存活率，从而有利于河道生态系统更好更快地构建起来；同时，还有利于更好地延长河道底部以及排污区的水生植物的寿命，使得河道水生态系统的后续稳定性更高。

优选的，所述步骤b中，河道底部种植的沉水植物为眼子菜，排污区种植的沉水植物为狐尾藻。

通过采用上述技术方案，通过采用眼子菜与狐尾藻互相协同配合，眼子菜以及狐尾藻均为四季生水生植物，从而有利于河道生态系统常年维持较高的活性，进而有利于更好地提高河道生态系统的自我净化能力的同时有利于更好地提高河道生态系统的后续稳定性，使得河道的后续污染治理频率下降。

优选的，所述步骤b中，河道底部的沉水植物的种植密度为100-200株/m²，排污区的沉水植物的种植密度为80-120株/m²。

通过采用上述技术方案，通过控制河道底部以及排污区的沉水植物的种植密度，有利于更好地调节不同植株间的竞争关系，从而有利于更好地提高沉水植物的存活率，使得河道生态系统更好更快地构建起来，进而有利于更好地提高河道的自我净化能力的同时有利于更好地提高河道生态系统的后续稳定性。

优选的，所述步骤b中，深水区的种植密度为20-30株/m²。

通过采用上述技术方案，通过控制深水区的种植密度，有利于更好地调节不同植株间的竞争关系，使得不同植株间更加不容易出现过度竞争的情况，从而有利于河道生态系统中的水生植物更好更快地生长，有利于更好地提高河道的自我净化能力的同时有利于更好地提高河道生态系统的后续稳定性。

优选的，所述步骤e中，鱼类包括鳜鱼、桂鱼、狗鱼中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，鳜鱼、鳜鱼以及狗鱼均为比较凶猛的鱼类，通过采用上述中的一种或多种作为鱼类投放，有利于更好地提高河道生态系统中的鱼类的存活率，从而有利于河道生态系统更好更快地构建，使得河道的自我净化能力提高的同时有利于更好地提高河道生态系统的后续稳定性；同时，上述鱼类还可食用河道中的部分的罗非鱼，而罗非鱼主要是以河道中的水生植物为食的，从而有利于更好地维持河道生态系统的平衡，使得河道生态系统中的水生植物以及水生动物的数量更加容易达到稳定以及平衡。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在河道种植水生植物、投放微生物以及水生动物，有利于更好地构建河道生态系统，有利于更好地提高河道的自我净化能力，使得河道更加不容易出现再次污染的情况，有利于更好地降低河道治理的频次；

2.通过先调节河道的pH值，再种植水生植物，有利于更好地提高水生植物的存活率，使得河道生态系统更容易构建起来；

3.通过先安装曝气系统，再投放微生物，有利于更好地提高河道中的溶解氧，有利于更好地为微生物的生长繁殖提供足够的氧气，使得微生物可在河道生态系统中生长繁殖，并以指数增长，有利于微生物更好地净化底泥，有利于加快河道生态系统的构建进程，使得河道更快获得自我净化的能力；

4.由于植物的生长速度较慢，要达到覆盖河道的时间比较长，而鱼类的活动空间比较大，要达到覆盖全河道的时间会很短，通过先种植水生植物、再投放微生物，最后再投放鱼类，有利于水生植物、微生物与水生动物更好地达到互相平衡的状态，同时，水生植物以及微生物对河道水进行预先净化，有利于更好地为水生动物提供更好的生存环境，使得水生动物的存活率更高，使得河道生态系统更容易被构建起来。

附图说明

图1是本发明中水生植物的种植区分布示意图。

附图标记说明：1、边岸区；2、深水区；3、排污区；4、排污口；5、河道。

具体实施方式

以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种河道生态系统的构建方法。以广州白云区沙坑涌为例，采用本发明的方法实现河道生态系统的构建以改善其水质，具体如下：

一种河道生态系统的构建方法，包括以下步骤：

步骤a，河道预处理，具体如下：

在河道中投入pH调节剂以调节河道的水以及底泥的pH至7.0。在其他实施例中，河道中的水以底泥的pH值还可以调节为7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9或8.0等。

在本实施例中，pH调节剂采用深圳市硕创环保科技有限公司的型号为SC-8A的pH调节剂。

步骤b，水生植物生态系统构建，具体如下：

参照图1，先将河道按区域划分：将沿河道长度方向延伸且距离河道两侧岸边1m的范围划分为边岸区1，在其他实施例中，还可以将距离河道两侧岸边1.1m、1.2m、1.3m、1.4m、1.5m、1.6m、1.7m、1.8m、1.9m或2.0m等的范围划分为边岸区1；将河道沿长度方向的中心位置划分为深水区2，且深水区2的长度为河道长度的3％，在其他实施例中，深水区2的长度还可以为河道长度的4％、5％、6％、7％或8％；将以排污口4为圆心，以5m为半径的扇形范围划分为排污区3，在其他实施例中，扇形范围的半径还可以为6m、7m、8m、9m或10m等。

然后在各个区域中种植水生植物：分别在河道两侧岸边的边岸区1种植不同品种的挺水植物，且在同一侧种植的挺水植物为同一品种。在本实施例中，其中一侧的边岸区1种植再力花，且种植密度为20株/m²，另一侧的边岸区1种植香蒲，且种植密度为25株/m²。在其他实施例中，边岸区1还可以选择种植水芋、芦苇或水生美人蕉等，种植密度还可以选择为21株/m²、22株/m²、23株/m²、24株/m²、26株/m²、27株/m²、28株/m²、29株/m²或30株/m²等。

在深水区2种植荷花，且种植密度为30株/m²。在其他实施例中，深水区2还可以选择种植梭鱼草、纸莎草或水生美人蕉等，种植密度还可以选择为20株/m²、21株/m²、22株/m²、23株/m²、24株/m²、25株/m²、26株/m²、27株/m²、28株/m²或29株/m²等。

在排污区3中种植狐尾藻，且种植密度为100株/m²。在其他实施例中，排污区3还可以选择种植眼子菜、金鱼藻、菹草或苦草等，种植密度还可以选择为80株/m²、85株/m²、90株/m²、95株/m²、105株/m²、110株/m²、115株/m²或120株/m²等。

最后在河道底部种植眼子菜，使得眼子菜覆盖整条河道底部的底泥部分，且种植密度为110株/m²。在其他实施例中，河道底部还可以选择种植眼子菜、金鱼藻、菹草或苦草等，种植密度还可以选择为100株/m²、105株/m²、110株/m²、115株/m²或120株/m²等。

步骤c，安装曝气系统，具体如下：

在河道上安装沉水微孔曝气系统以增加河道水体的溶解氧，且沉水微孔曝气系统沿河道的长度方向每间隔50m安装一个。

步骤d，微生物系统构建，具体如下：

待曝气系统安装完成并运作24小时后，向河道中投放反硝化单胞菌、枯草芽孢杆菌以及苏云金芽孢杆菌的混合物，且上述微生物的投放量均为70g/m²/次，投放频率为每周投放一次，待微生物投放5个月后，微生物的投放频率改为每月投放一次。在其他实施例中，微生物的投放量还可以为50g/m²/次、55g/m²/次、60g/m²/次、65g/m²/次、75g/m²/次、80g/m²/次。

步骤e，水生动物系统构建，具体如下：

待水生植物完成种植1个月后，向河道内投放鳜鱼、桂鱼以及狗鱼的混合物，且投放量为15条/亩，鱼类的大小为500g/条。在其他实施例中，投放量还可以为10条/亩、11条/亩、12条/亩、13条/亩、14条/亩、16条/亩、17条/亩、18条/亩、19条/亩或20条/亩。

步骤f，后期维护，具体如下：

根据河道生态系统的实际情况每年收割3次河道中的水生植物，并每年捞捕1次河道中的部分鱼类，或重新补充新的鱼类。

综上所述，通过水生动物、水生植物以及微生物的合理选择以互相协同配合构建形成稳定的河道生态系统，利用水生动物、水生植物以及微生物间的互补共生，使得河道水体具有一定的自我修复能力和自我净化能力，有利于更好地维持河道水体的稳定性，使得河道出现二次污染的可能性下降，降低后续河道治理的频率。

比较例1

以广州白云区白海面涌为例，采用以下方法治理污水：

将河道中的淤泥全部挖掘出来，并将河道中的2/3的污水排出河涌，重新填充干净水源至河涌中，同时，使得河道流动起来，以形成活水。

实验1

根据HJ 828-2017《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》检测以上实施例以及比较例的河道在治理前以及分别治理一年后、两年后的水体的COD_Cr含量(mg/L)，并分别计算COD_Cr的去除率(％)

实验2

根据GB 11893-1989《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》检测以上实施例以及比较例的河道在治理前以及分别治理一年后、两年后的水体的总磷含量(mg/L)，并计算总磷的去除率(％)。

实验3

根据HJ 535-2009《水质氨氮的测定纳氏实际分光光度法》检测以上实施例以及比较例的河道在治理前以及分别治理一年后、两年后的水体的氨氮含量(mg/L)，并计算氨氮的去除率(％)。

实验4

根据GB 7489-1987《水质溶解氧的测定碘量法》检测以上实施例以及比较例的河道在治理前以及分别治理一年后、两年后的水体的溶解氧含量(mg/L)。

以上实验的检测数据见表1。

表1

根据表1中实施例1与比较例1的数据对比可得，实施例1的各种污染物的去除率均高于比较例1的，且实施例1的河道在治理两年后的污染物去除率均比治理一年后的去除率更高，而比较例1的河道在治理两年后的污染物去除率均比治理一年后的去除率更低，说明通过采用本发明中的方法治理河道，有利于更好地提高河道的自我修复能力以及自我净化能力，使得河道生态系统更容易达到平衡，使得河道污水治理效果更好、更彻底，使得河道更加不容易出现二次污染的情况。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种河道生态系统的构建方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤a，河道预处理：在河道中投入pH调节剂以调节河道的水以及底泥的pH至7-8；

步骤b，水生植物系统构建：分别将距离河道两侧边缘位置1-2m的部分划分为边岸区(1)，并在边岸区(1)种植挺水植物；将河道沿长度方向的中心位置部分划分为深水区(2)，且深水区(2)的长度为河道长度的3%-8%，并在深水区(2)中种植挺水植物；在河道的底部种植沉水植物，且沉水植物覆盖全河道的底部；将以排污口(4)为圆心，5-10m为半径的半圆范围划分为排污区(3)，并在排污区(3)种植沉水植物；

步骤c，安装曝气系统：在河道上安装曝气系统以增加河道水体中的溶解氧；

步骤d，微生物系统构建：待曝气系统安装完成后，向河道中投放微生物，粉状微生物的投入量为50-80g/m²/次，液状微生物的投入量为50-100mL/m²/次，微生物的投放频率为每周投放一次，投放3-6个月后，微生物的投放频率为每月投放一次；

步骤e，水生动物系统构建：待水生植物完成种植1-2个月后，向河道中投放鱼类，鱼类的投放量为10-20条/亩；

步骤f，后期维护：定期收割水生植物以及捕捞水生动物。

2.根据权利要求1所述的河道生态系统的构建方法，其特征在于：所述步骤b中，河道两侧分别种植不同种的挺水植物，且河道同一侧种植同一种植物。

3.根据权利要求2所述的河道生态系统的构建方法，其特征在于：所述步骤b中，河道的两侧分别种植再力花以及香蒲。

4.根据权利要求3所述的河道生态系统的构建方法，其特征在于：所述步骤b中，深水区(2)种植的挺水植物为荷花。

5.根据权利要求4所述的河道生态系统的构建方法，其特征在于：所述步骤b中，边岸区(1)的种植密度为20-30株/m²。

6.根据权利要求1-5任一所述的河道生态系统的构建方法，其特征在于：所述步骤b中，沉水植物包括眼子菜、金鱼藻、菹草、狐尾藻以及苦草中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的河道生态系统的构建方法，其特征在于：所述步骤b中，河道底部种植的沉水植物为眼子菜，排污区(3)种植的沉水植物为狐尾藻。

8.根据权利要求7所述的河道生态系统的构建方法，其特征在于：所述步骤b中，河道底部的沉水植物的种植密度为100-200株/m²，排污区(3)的沉水植物的种植密度为80-120株/m²。

9.根据权利要求8所述的河道生态系统的构建方法，其特征在于：所述步骤b中，深水区(2)的种植密度为20-30株/m²。

10.根据权利要求1-5任一所述的河道生态系统的构建方法，其特征在于：所述步骤e中，鱼类包括鳜鱼、桂鱼、狗鱼中的一种或多种。

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